随着能源的日渐紧缺和环保要求的日趋严格，化肥工业面临着巨大压力。目前煤气化技术的发展趋势是扩大对煤种和粒度的适应范围，来提高单炉产气量，提高煤气化操作能力，追求节能环保效益。针对我国优质煤紧缺、价格高，高硫煤、劣质煤资源丰富、价格低等特点，采用新型水煤气发生炉实现原料本地化，实现少投入多产出，是当前中国煤化工发展的方向。

    据了解，我国的合成氨工业从无到有，经历了40多年的发展历程。造气技术最早是从前苏联引进的固定床间歇制气技术，经过一代代造气技术专家的探索与实践，该技术已经全部实现了国产化。单炉发气量由过去的2000～3000m3提高到现在的 7000～8000m3，造气炉炉型也由1600mm、1980mm、2260mm、2400mm发展到2600mm、2800mm、节能环保型复合式锥形造气炉。小氮肥企业不断发展壮大，已经成为我国化肥工业的生力军。

    日前，记者就有中国特色的固定床造气技术的发展未来，企业如何依靠自主知识产权技术培育和提高核心竞争力，节能环保型复合式锥形煤气发生炉帮助化肥企业降低成本和消耗、实现可持续发展等话题，采访了山东博山化肥设备厂总工、原山东寿光化肥厂生产厂长王峰忠。

    新型炉独具“中国特色”

    据王峰忠介绍，节能环保型复合式锥形煤气发生炉符合当前节能、环保的国家政策，更符合中国煤化工发展方向。国外的煤气化技术固然很好，但投入大、工艺复杂，国内大多数化肥企业无力承受。节能环保复合式造气炉的问世解决了这一难题。它投入少、易操作，可以在老炉型上改造；烧高硫煤、劣质煤，不出现挂壁悬空等现象；可副产蒸汽，吨氨可产蒸汽150～200kg，3个月就可收回投资，无泄漏；减少蒸汽损失，一台炉一年可节约蒸汽费用30多万元，蒸汽分布均匀，分解率高，产气量大；二次布风，燃烧充分，炉渣残炭量低；整体不使用耐火材料，杜绝塌砖、烧裂现象，延长炉子使用寿命，缩短安装时间。

    因此，应用节能环保型复合式造气炉既可缓解国内优质煤短缺的局面，也为国内氮肥企业在优质原料煤紧张、环保要求不断提高的情况下实现节能降耗找准了出路。

    改造简便投资节省

    王峰忠说，复合式造气炉是我国造气炉历史上的一次革命，是适应国家节能减排政策最理想的炉型。该炉还可根据各企业的实际情况改造，不受炉型大小限制，也不受直筒夹套和锥形夹套的限制。直筒型夹套的老炉子，有条件的厂可一步到位，更换锥形水夹套复合式炉体装置，其他不变，投资14万～16万元即可完成技改；资金较困难的企业，只需更换复合式炉体装置和复合式灰仓装置即可，水夹套不用更换，还保持直筒夹套，其他不变，投资10万～12万元即可完成技改；资金非常困难的企业，不论直筒型夹套还是锥形夹套，只更换复合式炉体装置即可，其他可不必更换，同样也可以收到很好的效果，其投资在8万～9万元；锥形夹套的企业要改造成节能复合式锥形造气炉更为简便，只要更换复合式炉体装置和复合灰仓装置，就能改造成一台完整的节能复合式锥形造气炉，结合先进的操作工艺就能够达到预期目的。

    王峰忠告诉记者，复合式造气炉与普通炉操作工艺没有什么区别，只是操作更简便更容易。煤层高度一般控制在 3.2～3.8m，风压根据炉体高度和煤种选择,气化强度在1000～1500m3/m2h，灰盘转速在0～1r/h，每个循环控制在2～3分钟。按 2610mm/2800mm炉型烧劣质煤计算，吨氨实物消耗1.3t左右，产气量为6000～8000m3/h。结合炉子大修时改造，投资少见效快。

    创造可观的经济效益

    复合炉与普通炉相比，可为企业节约资金，创造经济效益。首先，优质煤产量少，价格高，路途远，到厂价远远高于当地劣质煤的到厂价，使用劣质煤为原料可为企业省下大笔资金。由于煤种适应性强，有条件的企业吨氨成本可下降150元左右，单炉每年可为企业节约资金100万元以上。其次，节能复合炉可副产蒸汽，单炉每年可副产蒸汽2000吨以上。年可节约资金18万元左右。三是复合炉通过二次布风布水，残碳量比普通炉低10%左右，且密封效果好，水温提高，灰仓使用周期长，又可创造可观的效益。四是锥形夹套和复合炉体的上行阀设置在炉体根部，空间小，积存气体少，上下吹风及吹风转换时减少了有效气体损失，提高气体质量，单炉年可增加效益30万元以上。据测算，一个年产8万吨合成氨的企业，应用复合炉年可节约创效1000万元以上。

    王峰忠说，节能环保复合式造气炉是8年前在贵州兴义化肥厂研制使用的，当时兴义厂处于生产成本高、亏损严重、濒临停产的状态。造气在烧当地土焦的情况下，煤耗高，产量低。土焦当时进厂价为400元/吨。为降低生产成本，提高经济效益，他们决定使用贵州当地煤为原料。当时贵州当地煤进厂价120元/吨，其指标是固定碳炭 70%～75%，挥发分6%～10%，硫含量2%～5%，灰溶点1150～1350℃，热稳定性差，是常规下不能使用的煤种。初烧时就因造气炉原因，经常出现挂壁、悬空、炉脖子泄漏严重等现象，经常被迫停炉打疤。

    为解决这一难题，专家和技术人员反复摸索、研究、分析，将原来的炉子改造成全水套复合式锥形炉，整体不再使用耐火材料。通过几年运行，复合炉不但能够烧贵州当地煤，不挂壁，不悬空，无泄漏，易操作，吨氨消耗由烧土焦的2.3t降为 1.3t，而且能副产蒸气，给后序工段减轻压力，真正起到了节能环保的作用，提高了企业的经济效益。

    广泛应用获得好评

    经过几年的运行和不断的技改，该炉型设备结构及工艺流程日趋完善，并先后在河北天宝化工股份有限公司、山东垦利化肥厂和天津吉华化工有限公司等几十家化肥（化工）企业得到了成功应用。

    天宝公司2005年5月决定将一台2400mm炉改造成节能环保复合式造气炉，投运后效果令人满意，缩短了单炉改造时间，达到了技改的预期目的。王峰忠说，以往单炉改造至少需要25天时间，使用复合炉体后省去了浇注材料在炉内烘干预热时间，只用20天就改造成功，比过去提前5天投用，为企业增效近20万元。复合炉体采用全水套技术，免去了以后单炉大修重复砌耐火材料的麻烦和费用，单炉每次检修可节约费用近2万元。由于水夹套的换热，炉内上部热量与水得到充分交换，同时炉上易挂壁物质与钢板直接接触，从而有效避免了造气炉挂壁现象的发生。上行煤气管在炉顶开口，投用以来，该炉上行带出物减少了32%，带出物中没有发现颗粒物。

    天宝公司是用汽焦和无烟煤混合入炉制汽的，而汽焦因生产工艺原因，含水分较多，在制气过程中需提高干燥层、干馏层高度。以前受上行煤气管道位置所限，炭层提高后易造成上行带出物增加。改造后炭层可提高50～80cm，不仅使入炉原料得到充分烘干，更有效提高了单炉发气量。副产蒸汽量增加，投用后该炉副产蒸汽每小时达到190～200kg，较其他炉增加20%左右。

    垦利县化肥厂是用天然气转化气和煤造气共同为原料进行单醇生产的，要求煤气中含有更多的CO和尽量少的N2，以充分利用天然气转化气中过剩的H2。采用节能环保型复合式造气炉对原有的造气系统设备和工艺流程进行改造后，煤气质量有了明显的提高。煤气中CO由原来的30%左右提高为现在的36%，N2由原来的8%左右降为现在4%左右，CO2由原来的6%降为4%，蒸汽消耗与改造前相比下降15%左右，产量由原来的150t粗醇提高为现在的175t粗醇左右。该厂通过使用节能环保型复合式锥形煤气炉，达到了煤气产量高、单炉煤耗低、炉况稳定、操作环境改善的目的，实现了良好的经济效益。

    天津吉华公司原单炉发气量在8000m3左右，改造后提高到11000m3。

    王峰忠表示，节能环保复合式造气炉的主要优点就是产气量大，煤种适应性强，操作弹性大，灰渣残碳量低，且不注炉；烧劣质煤时不挂壁，不悬空，无泄漏。如果结合造气炉大修时逐步进行改造，既不会对生产造成影响，又能达到节能降耗、安全、环保的目的。“中国的煤化工要走自己的路子，我们每次技术改造都在不断探索，都在不断打破原来的常规，借鉴先进的技术经验，开发适合中国国情、适应煤化工企业的实际情况和国家环保政策的先进造气技术。我们认为，随着煤种的变化和优质煤能源的枯竭，节能环保复合式造气炉的优势将越来越显现，将成为我国氮肥行业实施技改的首选技术，造福中小化肥企业。”王峰忠充满信心地说。